På rätt spår med ammoniak: Alfa Lavals nästa generations produkter tar form

 Ammoniak vinner snabbt mark som ett koldioxidfritt bränsle i kampen för att minska koldioxidutsläppen inom den globala sjöfarten. Med sin skalbarhet, energitäthet och förmåga att produceras på ett förnybart sätt erbjuder ammoniak en av de mest trovärdiga vägarna till en hållbar framtid.

Till skillnad från andra alternativa bränslen är förbränningen av ammoniak koldioxidfri på grund av dess molekylstruktur. Om den produceras med hjälp av förnybar energi släpper den så kallade ”gröna ammoniaken” ut noll koldioxid från produktion till förbränning. Den kan också lagras som en vätska under tryck eller vid låg temperatur, vilket undviker till exempel de dyra kryogena kraven för LNG.

Men för att göra ammoniakens framtid till verklighet krävs mer än ett teoretiskt engagemang. Det kräver betydande kapitalinvesteringar, omfattande teknikutveckling, beprövad utrustning och samarbetsrelationer genom hela värdekedjan. På Alfa Laval är det precis det vi har fokuserat på: att omsätta ammoniakens potential till praktiska, leveransbara lösningar som redare kan lita på från dag ett.

Som ett giftigt och nytt bränsle medför ammoniak naturligtvis också stora utmaningar. Men vi har ställts inför liknande utmaningar tidigare; vår erfarenhet av att utveckla system och produkter för LNG, metanol och andra bränslen med låg flampunkt har format vårt tillvägagångssätt och gett oss ett försprång.

I den första delen av vår bloggserie i två delar om ammoniak tittar vi närmare på hur vi utvecklar två viktiga komponenter i ett ammoniakdrivet fartyg – bränsletillförselsystemet FCM Ammonia och Aalborgs lösningar för multifuelpannor – med säkerhet, kontroll och praktisk integration i åtanke.

FCM Ammonia – en komplett lösning för säker och effektiv bränsletillförsel

Det nya Alfa Laval FCM Ammonia, utformat för säker användning av ammoniak, inkluderar ett bränsletillförselsystem (FSS) som den primära lösningen för att mata bränslet till motorn. Detta bassystem är integrerat med ett bränsleventilsystem (FVT) för att isolera motorn från uppströms system och ett ventilationsbehandlingssystem (VTS) för att säkerställa en kontrollerad utsläpp till atmosfären. Det dedikerade automatiseringssystemet i FCM Ammonia reglerar alla kritiska funktioner i FSS, FVT och VTS.

FCM Ammonia bygger på Alfa Lavals beprövade FCM-plattform och säkerställer att motorn får ammoniak med exakt det tryck, den temperatur och den flödeshastighet som krävs, beroende på variationer i motorbelastningen. Systemets avancerade styrlogik, som är helt egenutvecklad, möjliggör smidig och precis bränsleupptrappning samt automatiska växlingar, vilket garanterar jämn prestanda. Dessutom är FCM Ammonia utformat för att vara så flexibelt som möjligt, vilket gör det enkelt att anpassa till olika fartygskonstruktioner – nybyggda eller ombyggda – i linje med kraven i kundernas föränderliga bränslestrategier.

Säkerhet är en grundläggande egenskap. Varje komponent har noggrant valts ut för kompatibilitet med ammoniak, och systemet inkluderar kontinuerlig övervakning, automatiska säkerhetsåtgärder och dedikerade nödprotokoll. För att förhindra utsläpp till atmosfären kan FCM integreras med ett VTS-system baserat på flerstegsabsorption som på ett säkert sätt neutraliserar ammoniak i avgasflöden, vilket ger fartygsägare flexibilitet att uppfylla kraven på ammoniakutsläpp.

Framöver förbereder sig Alfa Laval för att helt digitalisera FCM-plattformen, med datainsamlingsfunktioner som kommer att stödja fjärrövervakning, prestandaoptimering och förebyggande underhåll. Genom att spåra bränslets beteende och systemets hälsa över tid kommer operatörerna att kunna minska oplanerade driftstopp och fatta smartare, datadrivna beslut.

Aalborgs marina panna – ett multifunktionellt system för uppvärmning och säkerhet

På många oceangående fartyg används pannor vanligtvis för ånggenerering – för att stödja lastuppvärmning, VVS- och hjälpsystem, samt lastlossning, tankrengöring etc. Så länge fartyg är konstruerade för dubbla bränslen kommer ångpannsystem att vara en nödvändig del av driften i dieselläge.

Dessutom kommer den Aalborg-panna för flera bränslen som vi också utvecklar att användas på ammoniakdrivna fartyg för mer kritiska funktioner, inklusive förbränning av den ammoniak/kvävgasblandning som frigörs under fartygets drift och termisk oxidation av ammoniak som avdunstar från lagringstanken. Dessa funktioner bygger på vår omfattande erfarenhet av Aalborgs dubbelbränslepannor på LNG-drivna fartyg, vilket utgör en beprövad och pålitlig utgångspunkt för det nya ammoniakpannsystemet.

När det gäller termisk oxidation av avdunstad ammoniak ser vi möjligheter att förbättra bränsleeffektiviteten samt förenkla fartygskonstruktionen. Tvåtaktsammoniakmotorer producerar avgaser med lägre temperatur, vilket minskar potentialen för värmeåtervinning. Därför kommer förbränning av bränsle i pannan att vara nödvändig för att tillgodose fartygets värmebehov. Om pannan använder avdunstad ammoniak från bränsletanken kan fartyget både reglera bränsletemperaturen och tanktrycket samtidigt som värmebehovet tillgodoses. Dessutom kan andra system för reglering av bränsletemperatur och tanktryck utelämnas, vilket kräver mindre extrautrustning vid användning av ammoniakbränsle.

Föregångare på flera fronter

Som en ledande aktör inom ammoniakomställningen har Alfa Laval spelat en nyckelroll i att forma hur detta lovande bränsle kan användas säkert och praktiskt till sjöss. Vårt engagemang spänner över branschomfattande forskning, samarbetsbaserade fartygskoncept, pilotprojekt i drift och fullskalig systemvalidering.

Vi var en viktig bidragsgivare till Maersk Mc-Kinney Møller Center for Zero Carbon Shippings banbrytande rapport från mars 2023, ”Managing Emissions from Ammonia-Fueled Vessels” – en teknisk djupdykning i utsläpp, säkerhet och regleringsvägar för ammoniak. Vi bidrog också med expertis inom pannteknik till pilotprojektet ”Ammonia powered tanker” som leds av Equinor inom ramen för Norges Green Shipping Programme, och hjälpte till att definiera hur ammoniak kan hanteras ombord både under normal drift och i nödsituationer.

När det gäller nybyggnation har vi arbetat nära tillsammans med K Shipbuilding i Sydkorea med en design för ett MR1-tankfartyg med dubbla bränslen som har erhållit godkännande i princip (AiP) från klassificeringssällskapet ABS. Detta projekt omfattade hela designomfånget för ammoniakbränsle – FCM Ammonia, Aalborgs multifuelpanna, FVT och ett kombinerat VTS. På teknikutvecklingsnivå går vi från teori till praktik. Vårt samarbete med motortillverkaren WinGD har resulterat i en testrigg för bränslesystem och insprutare i drift vid WinGD:s forskningscenter i Winterthur, Schweiz. Testriggen har redan godkänts, och hela FCM-systemet tas just nu i drift – en viktig milstolpe på vägen mot kommersiell mognad. Detta samarbete bygger på gemensamma tester, datavalidering och iterativ systemdesign, vilket gör det möjligt för oss att finjustera styrlogik, rensningsprocedurer och säkerhetsfunktioner under dynamiska belastningsförhållanden.

Detta arbete förstärks av pilotprojekt i verkligheten. I slutet av 2024 beställde kinesiska Tianjin Southwest Maritime sju LPG/ammoniakfartyg som ska byggas vid CSSC Huangpu Wenchong Shipyard, där Alfa Laval ska leverera de kompletta FCM-ammoniaksystemen. I ett separat genombrott i Sydkorea har vi säkrat den första ordern någonsin på ett marint pannsystem som är specifikt utformat för förbränning av ammoniakavfallsgas – vilket skapar ett prejudikat för minskning av ammoniakutsläpp ombord.

Alla dessa insatser stöds av fullskalig validering vid vårt uppgraderade test- och utbildningscenter i Aalborg, Danmark. Anläggningen är mer än bara ett testområde för enskilda komponenter – den simulerar fullständiga marina systemkonfigurationer och integrerar FCM, panna, ventilationsbehandling och motorgränssnitt under verkliga marina driftsförhållanden. Det är här vi förenar teori, modellering och fysiska tester för att optimera systemets funktionalitet.

Oavsett om det sker genom branschrapporter, gemensam teknikutveckling eller kommersiella pilotbeställningar, bidrar dessa samarbeten direkt till produktutvecklingen, hjälper till att påskynda time-to-market och ger oss – och våra kunder – en tydligare bild av vart bränsleomställningen är på väg.

Förtroende för komplexitet

Att införa ammoniak är inte en enkel ”plug-and-play”-fråga. Det kräver samordnad utrustning, smarta styrsystem och anpassning till regelverk – vilket är anledningen till att Alfa Laval fokuserar på integration på systemnivå, inte på isolerade komponenter. Oavsett om det handlar om att möjliggöra bränsletillförsel, hantera energi eller minska utsläpp av giftiga ämnen, bygger vi lösningar som inte bara fungerar, utan som fungerar tillsammans.

Och även om vårt fokus just nu ligger på ammoniak, sträcker sig tankarna längre. De system vi utvecklar speglar ett bränsleoberoende tänkesätt: utformade för att stödja dagens bränslen men redo att anpassas när nya koldioxidfria lösningar dyker upp. För när det gäller att navigera i ett komplext och snabbt föränderligt bränslelandskap går förtroende och flexibilitet hand i hand.

Vad är nästa steg för ammoniaksäkerhet?

I den kommande del 2 av vår ammoniakblogg fördjupar vi oss i den kritiska frågan om säkerhet – inklusive hur Alfa Lavals integrerade ARMS-strategier omdefinierar hanteringen av ammoniak ombord. Upptäck hur pannbaserade och vattenbaserade lösningar kan samverka för ökad motståndskraft, regelefterlevnad och praktisk flexibilitet.